Abschnitt 5.2 - 5.2 Gestaltung von raumakustischen Maßnahmen
5.2.1 Allgemeines
Da schallabsorbierende Materialien neben der akustischen Dämpfung in der Regel auch eine hohe Wärmedämmung aufweisen, insbesondere Mineralfasermaterialien, muss man bei der Anbringung des Materials auf Außenwänden oder Dächern mit einer Taupunktunterschreitung in dem Material rechnen. Die im Absorptionsmaterial kondensierte Feuchtigkeit kann dann zu Bauschäden führen. Deshalb erfordert die schallabsorbierende Gestaltung von äußeren Begrenzungsflächen eines Gebäudes jeweils geignete Maßnahmen zur Vermeidung der Taupunktunterschreitung bzw. zur Vermeidung des Eindringens der Feuchtigkeit in das Material. Das lässt sich z. B. durch eine Hinterlüftung des Absorptionsmaterials oder durch Einfügen einer Dampfsperre auf der Innenseite realisieren.
Die im Folgenden vorgestellten Materialien für die schallabsorbierende Gestaltung von Raumbegrenzungsflächen werden von einer großen Zahl von Lieferanten angeboten. Als Hilfe bei der Auswahl entsprechender schallabsorbierender Materialien kann die Lärmschutz-Information IFA-LSI 01-200 [18] dienen. Diese wurde erstellt, um Unternehmen, die Schallschutzmaßnahmen planen, beim Auffinden geeigneter Werkstoffe und Bauelemente zu unterstützen. Sie enthält neben den Lieferanten der hier angesprochenen schallabsorbierenden Materialien auch die Lieferanten für andere Schallschutzmaterialien und Bauelemente, z. B. für Kapseln, Schalldämpfer, Türen und Fenster, aber auch Hersteller lärmgeminderter Werkzeuge.
5.2.2 Deckengestaltung
Die Deckenfläche ist häufig die Raumbegrenzungsfläche, die neben dem notwendigerweise schallharten Fußboden für die Mehrzahl der Arbeitsplätze die am nächsten gelegene Reflexionsfläche darstellt. Deshalb ist eine schallabsorbierende Deckengestaltung i. d. R. als vorrangige und besonders wirksame raumakustische Maßnahme anzusehen.
Abb. 5.6
Bei Neubau einer Halle realisierbarer schallabsorbierender Dachaufbau aus Lochtrapezblech
- a)
Prinzipskizze mit (1) Dachhaut, (2) Dachdämmung,
(3) Dampfsperre, (4) Stahltrapezprofil mit gelochten Stegen,
(5) Absorptionsmaterial mit Rieselschutz, - b)
Foto einer Decke aus Lochtrapezblech.
Beim Neubau einer Halle lässt sich mit relativ geringem Zusatzaufwand eine schallabsorbierende Deckenkonstruktion realisieren. Abbildung 5.6 zeigt ein Beispiel für eine entsprechende Decke, wobei die schallabsorbierenden Eigenschaften der zur Wärmedämmung des Daches benutzten Mineralwolle ausgenutzt werden können. Allerdings begrenzt die notwendige Dampfsperre zur Vermeidung einer Taupunktunterschreitung innerhalb der Dachdämmung deren akustische Wirksamkeit auf tiefe Frequenzen. Um eine schallabsorbierende Deckenfläche zu realisieren, wird unterhalb der Dampfsperre Stahltrapezblech mit gelochten Stegen verwendet. Darin wird Absorptionsmaterial eingelegt, das die Schallabsorption bei mittleren und hohen Frequenzen übernimmt. Die mit einem solchen Aufbau erreichbare Schallabsorption hängt allerdings von der Lochung und den geometrischen Details der Stahltrapezprofile ab und sollte deshalb beim Hersteller der Profile erfragt werden.
Abb. 5.7
Beispiele für geschlossene und offene Gestaltung schallabsorbierender Decken:
- (a)
Abgehängte Deckenkonstruktion aus selbsttragenden Akustikplatten,
- (b)
Kulissensystem.
Eine alternative Möglichkeit zur schallabsorbierenden Gestaltung sind horizontal abgehängte Decken, wie in Abbildung 5.7 unter (a) gezeigt. Als relativ kostengünstige Lösung bietet sich der Aufbau einer entsprechenden Decke aus selbsttragenden Akustikplatten aus Mineralfasermaterial an. Eine andere Möglichkeit bilden gelochte Paneelleisten mit aufgelegten Mineralwollematten. Hierbei ist wichtig, dass die freien Flächen zwischen den Paneelen zusammen mit gegebenenfalls vorhandenen Lochflächen in den Paneelen mindestens 30 % der gesamten Deckenfläche ausmachen, um eine ausreichende Wirksamkeit des Absorptionsmaterials zu gewährleisten.
Zur Vermeidung einer Taupunktunterschreitung im Absorptionsmaterial kann es erforderlich sein, den Raumbereich oberhalb der abgehängten Decke mit dem übrigen Luftvolumen des Raumes zu verbinden. Dies kann z. B. durch einen umlaufenden Abstand von 0,5 m bis 1 m der Absorptionsfläche zur Hallenwand und zu den Binderseitenflächen erreicht werden, ggf. unterstützt durch zusätzliche Freiflächen innerhalb der Absorberebene. So kann der Luft- und Wärmeaustausch erhalten bleiben, ohne dass aufwändige Variationen des Aufhängesystems erforderlich werden.
Alternativ lassen sich schallabsorbierende Deckenplatten auch ohne Abstand direkt an der Decke montieren, z. B. durch Kleben oder Verschrauben. Das gilt z. B. für Zwischendecken in Gebäuden, da hier mit keiner Taupunktunterschreitung zu rechnen ist. Da die direkte Montage des Materials auf der Raumbegrenzungsfläche entsprechend den zur Abbildung 5.3 gegebenen Erläuterungen eine geringere Schallabsorption erwarten lässt, insbesondere bei tiefen Frequenzen, sollte man in diesem Fall das Absorptionsmaterial besonders sorgfältig auswählen. So gibt es verschiedene, in der Regel etwas dickere Materialien, die auch bei direkter Montage tieffrequente Geräuschanteile relativ gut absorbieren.
Eine ebene Anordnung der Absorber ist in vielen Fällen ungünstig, z. B. weil dadurch der Lichteinfall über Oberlichter verhindert wird oder vorhandene Installationen, wie Lüftungssysteme, Brandmeldesysteme und Sprinkleranlagen, mit hohem Aufwand umgebaut werden müssten. Hier bieten die in Abbildung 5.7 unter (b) dargestellten Kulissensysteme eine Alternative. Die entsprechende Deckenkonstruktion lässt sich durch Abhängen von Absorberplatten, sogenannten Baffeln, oder von zylinderförmigen Absorbern realisieren. Diese Konstruktion bietet auch den Vorteil, dass sich das
Absorptionsmaterial in der unmittelbaren Nähe der Lärmquellen konzentrieren lässt, um den Schall damit bereits im Bereich der Entstehung zu absorbieren und die Ausbreitung im Raum zu verringern.
Das Absorptionsvermögen eines Kulissensystems hängt ganz wesentlich von der Dichte der Anordnung der Absorberelemente ab. Die Hersteller geben die Absorptionsgrade in der Regel für bestimmte Abstände der Elemente zueinander an. Für plattenförmige Absorber empfiehlt sich im allgemeinen ein Reihenabstand, der ungefähr der ein- bis zweifachen Plattenhöhe entspricht. Die dichtere Anordnung ist dabei natürlich akustisch wirksamer, allerdings sind geringere Abstände als die einfache Plattenhöhe nicht sinnvoll und unverhältnismäßig teuer. Bei Realisierung einer Kulissen-decke muss man generell mit einer etwas geringeren Absorption bei tiefen Frequenzen unterhalb von 500 Hz rechnen, als bei einer abgehängten geschlossenen Decke.
5.2.3 Wandgestaltung
Abb. 5.8
Schematische Darstellung einer schallabsorbierenden Wand.
- (1)
Schalldämmende Schale,
- (2)
Hohlraum (optional),
- (3)
Absorber mit Riesel- bzw. Feuchtigkeitsschutz,
- (4)
Mechanischer Schutz mit mindestens 30 % Lochfläche (optional).
Ein Beispiel für den Aufbau einer schallabsorbierenden Wand ist in Abbildung 5.8 dargestellt. Das äußere Bauteil ist eine geschlossene Schale (1), die die Schallübertragung durch die Wand (zum Nebenraum oder Außenbereich) dämmt. Bei Außenwänden beinhaltet diese Schale möglicherweise bereits eine Wärmeisolierung mit Dampfsperre. Auch bei Wänden kann optional ein Hohlraum (2) zwischen den Absorbern und der Reflexionsfläche eingebaut werden, um den Absorptionsgrad bei tiefen Frequenzen zu verbessern. Neben den meist herstellerseitig angebrachten Kaschierungen zum Schutz der Schallabsorber (3) gegen Eindringen von Feuchtigkeit oder Ausrieseln von Material empfiehlt sich, vor allem im unteren Wandbereich, oftmals ein zusätzlicher mechanischer Schutz (4). Dazu eignen sich je nach Umgebungsbedingungen z. B. Lochziegel, Lochblech, Streckmetall oder gelochte Paneele, die von verschiedenen Herstellern für diese Zwecke angeboten werden. Um eine ausreichende Wirksamkeit des Absorptionsmaterials zu erhalten, sollte der mechanische Schutz einen Lochanteil von mindestens 30 % der Gesamtoberfläche aufweisen.
Abbildung 5.9 zeigt ein Beispiel für eine schallabsorbierende Wandgestaltung aus Lochziegeln sowie eine Konstruktion unter Verwendung von Lochblech.
Abb. 5.9
Schallabsorbierende Wandgestaltung aus Lochziegeln (a) sowie eine Konstruktion unter
Verwendung von Lochblech (b).
Gegen Lochziegel wird bei Staubbelastung häufig der Einwand erhoben, dass mit der Zeit eine starke Staubablagerung in den Löchern zu erwarten sei. Diese Vermutung hat sich in praktischen Anwendungsfällen nicht bestätigt. Lediglich am Locheingang kommt es nach mehreren Jahren zu geringfügigen Staubablagerungen. Das Lochinnere bleibt wegen der fehlenden Strömung praktisch staubfrei.
Wie bereits in Abschnitt 5.2.1 erläutert besteht bei einer Außenwand jeweils die Gefahr einer Taupunktunterschreitung im Absorptionsmaterial. Deshalb kann ggf. ein zusätzlicher Aufwand gefordert sein, z. B. um eine Hinterlüftung zu realisieren.